α-硫辛酸對(duì) STZ誘導(dǎo)的糖尿病大鼠血糖、血脂及氧化應(yīng)激水平的調(diào)節(jié)作用

李艷英 耿厚法 班 博

(山東大學(xué)研究生院,山東 濟(jì)南 250100)

糖尿病患者發(fā)生糖代謝紊亂的同時(shí)常合并脂代謝紊亂,研究證實(shí)脂質(zhì)代謝障礙及體內(nèi)過(guò)氧化脂質(zhì)的增多與動(dòng)脈粥樣硬化的形成密切相關(guān)〔1〕。α-硫辛酸是線粒體酶系復(fù)合物的一種輔助因子,能夠清除自由基,恢復(fù)和增加體內(nèi)其他抗氧化劑水平,降低炎性標(biāo)志物水平和改善內(nèi)皮細(xì)胞功能〔2〕,有研究報(bào)道〔3,4〕其對(duì)糖尿病腎病及糖尿病周圍神經(jīng)病變均有一定的改善作用,但尚未見(jiàn)其對(duì)機(jī)體能量代謝作用的相關(guān)報(bào)道。本研究通過(guò)動(dòng)物模型實(shí)驗(yàn)觀察 α-硫辛酸對(duì) 2型糖尿病機(jī)體糖脂質(zhì)代謝紊亂以及組織氧化應(yīng)激狀態(tài)的改善作用,并探討其作用機(jī)制。

1 材料與方法

1.1 主要試驗(yàn)儀器與藥品 微量血糖儀(One TouchⅡ型,美國(guó)強(qiáng)生公司)及相應(yīng)型號(hào)試紙,糖化血紅蛋白(HbAlc)測(cè)定儀(美國(guó)伯樂(lè)公司 BIO-RAD REF 220-0101)、全自動(dòng)生化分析儀(日本日立 HITACHI 7600-120)、電子天平 (上海良平Y(jié)P6001)、722型分光光度計(jì)(上海分析儀器廠)、37℃及 95℃恒溫水浴箱(北京市醫(yī)療設(shè)備廠);鏈脲佐菌素(STZ)購(gòu)自美國(guó) Sigma公司,α-硫辛酸(LA;產(chǎn)品批號(hào) 2574)購(gòu)自德國(guó) STADA公司,丙二醛(MDA)及總抗氧化能力(T-AOC)測(cè)定試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.2 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 健康雄性 Wistar大鼠 50只,體重 180～200g,購(gòu)自山東省新華魯抗動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心(許可證號(hào)為:SCXK魯 20080002),飼養(yǎng)溫度(22±1)℃,濕度 40%～60%,光-暗周期 12 h。用普通飼料適應(yīng)性喂養(yǎng) 7 d后隨機(jī)分為對(duì)照組 8只,和實(shí)驗(yàn)組 42只,對(duì)照組繼續(xù)普通飼料喂養(yǎng),實(shí)驗(yàn)組改用高脂飼料喂養(yǎng),基礎(chǔ)飼料購(gòu)自山東省新華魯抗動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中心,高脂飼料是在 60%的基礎(chǔ)飼料中加入5%蛋黃粉、20%蔗糖和 15%豬油混合而成。

1.3 方法 實(shí)驗(yàn)組大鼠高脂飼養(yǎng) 4 w后,禁食 12 h,將 STZ溶于 0.1 mol/L枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液(p H4.2)溶液中,配成濃度為 1%的溶液,單次腹腔注射 30mg/kg,對(duì)照組(8只)給予等量的枸櫞酸-枸櫞酸鈉緩沖液腹腔注射,72 h后尾靜脈測(cè)血糖,血糖 ＞16.7 mmol/L為造摸成功,共成模 32只,成模者納入本實(shí)驗(yàn),繼續(xù)高脂飲食 4 w后隨機(jī)分為 4組,即 α-硫辛酸低劑量組(LLA)、中劑量組(MLA)、高劑量組(HLA)、糖尿病組(DC),每組各 8只,分別給予 α-硫辛酸 30、60、120mg? kg-1? d-1,生理鹽水 2 ml/d 4 w,實(shí)驗(yàn)期間,動(dòng)物自由攝食和飲水。每周測(cè)一次血糖和體重。

1.4 標(biāo)本收集與檢測(cè) 用藥 4 w后,禁食 12 h,戊巴比妥鈉腹腔麻醉,開(kāi)胸,胸主動(dòng)脈抽血檢測(cè) HbA 1c、血糖、血脂,取出肝臟-80℃冰箱凍存?zhèn)溆脺y(cè) MDA、T-AOC。親和層析微柱法測(cè)HbA1c,血糖血脂由全自動(dòng)生化分析儀檢測(cè),MDA、T-AOC應(yīng)用比色法測(cè)定。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS13.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)處理,數(shù)據(jù)用x±s表示,兩組間比較采用獨(dú)立樣本 t檢驗(yàn),多組間比較采用單因素方差分析,相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。

2 結(jié) 果

2.1 體重 分組時(shí)各組間體重?zé)o差異,至造模 1 w后即在飼養(yǎng) 5 w后對(duì)照組與實(shí)驗(yàn)組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05),實(shí)驗(yàn)組各亞組間體重?zé)o差異(P＞0.05),見(jiàn)表 1。

表1 各組大鼠體重變化(x±s,n=8,g)

2.2 各組大鼠血糖及糖化血紅蛋白比較 至造模后正常組與其他各組比較血糖差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01);用藥后 MLA組及 HLA組與 DC組比較血糖顯著降低(P＜0.05);而LLA與DC組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義;不同劑量組之間比較無(wú)差異(P＞0.05);各組大鼠 HbA1c水平比較 ,與血糖變化趨勢(shì)一致,見(jiàn)表 2。

表2 α-硫辛酸對(duì)大鼠血糖的影響(x±s,n=8,mmol/L)

2.3 各組大鼠血脂水平比較 與對(duì)照組相比較,對(duì)照組、LLA組、MLA組甘油三酯(TG)、膽固醇(TC)、低密度脂蛋白(LDL)均升高,高密度脂蛋白(HDL)下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.01),HLA組 TG、TC、LDL、HDL無(wú)明顯差異(P＞0.05);與對(duì)照組相比較 LLA、MLA、HLA組 TG、TC、LDL均有下降,HDL有明顯升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05,P＜0.01),見(jiàn)表 3。

表3 α-硫辛酸對(duì)大鼠血脂的影響(x±s,n=8,mmol/L)

2.4 各組大鼠肝臟內(nèi)MDA、T-AOC的比較 與對(duì)照組比較,糖尿病組、α-硫辛酸干預(yù)各亞組大鼠肝臟內(nèi) MDA含量均有升高,而 T-AOC具有下降,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05或者 P＜0.01);與對(duì)照組比較,α-磷辛酸干預(yù)各亞組大鼠肝組織中 MDA含量均下降,T-AOC均有升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＜0.05,P＜0.01),見(jiàn)表 4。

表4 α-硫辛酸對(duì)大鼠肝臟內(nèi)MDA的影響(x±s,n=8,nmol/mgprot)

2.5 相關(guān)性分析 肝臟內(nèi) MDA與血糖、TG、TC、LDL水平呈正相關(guān),與HDL水平呈負(fù)相關(guān);而肝臟內(nèi) T-AOC與血糖、TG、TC、LDL水平呈負(fù)相關(guān),與 HDL水平呈正相關(guān)。

3 討 論

本實(shí)驗(yàn)中的糖尿病組及 α-硫辛酸治療各組均存在持續(xù)高血糖狀態(tài),慢性高血糖導(dǎo)致線粒體能量代謝障礙,生成大量的氧自由基,影響細(xì)胞內(nèi)的信號(hào)傳導(dǎo)途徑,引起胰島素抵抗〔5〕。本實(shí)驗(yàn)顯示,糖尿病組肝臟中T-AOC的水平較正常對(duì)照組明顯降低,而反映脂質(zhì)過(guò)氧化物的MDA水平明顯升高,α-硫辛酸治療各組明顯地降低了 MDA水平,同時(shí)升高了 T-AOC的水平,表明 2型糖尿病機(jī)體和組織存在明顯的氧化應(yīng)激狀態(tài),由此導(dǎo)致脂質(zhì)過(guò)氧化和抗氧化能力降低,作為強(qiáng)抗氧化劑的硫辛酸顯著改善氧化應(yīng)激狀態(tài),增強(qiáng)機(jī)體的抗氧化能力。同時(shí)本實(shí)驗(yàn)研究表明α-硫辛酸治療組中的中、高劑量亞組用藥后血糖較前下降;用藥各亞組 HbAlc較糖尿病組明顯下降,表明 α-硫辛酸有降糖作用,結(jié)果與 Balkis等〔6〕的報(bào)道相一致,但其具體作用機(jī)制尚不明確,可能與 α-硫辛酸可以通過(guò)改善氧化應(yīng)激狀態(tài),增加胰島素敏感性、改善胰島素抵抗、增加骨骼肌對(duì)葡萄糖的攝取和利用有關(guān)〔7〕。

本實(shí)驗(yàn)研究顯示 α-硫辛酸可以降低TG、TC及 LDL,并可以升高 HDL,這與國(guó)外的研究〔8〕結(jié)果一致,其作用機(jī)制可能是通過(guò)抑制肝臟內(nèi)關(guān)脂肪合成酶的基因表達(dá)(3-磷酸甘油?；D(zhuǎn)移酶和二酰甘油?；D(zhuǎn)移酶-2),降低肝臟 TG的分泌,刺激富含TG脂蛋白的清除,而不是通過(guò)厭食作用。另有研究〔9〕表明其降脂作用機(jī)制為使肝臟的內(nèi)的與 β-氧化及自由基清除的過(guò)氧化氫酶相關(guān)的基因表達(dá)上調(diào),而 TC合成相關(guān)的基因表達(dá)下調(diào),進(jìn)而增加脂肪酸β-氧化、減少 TC合成阻止高脂飲食引起的血脂異常。也有文獻(xiàn)〔10〕報(bào)到其降脂作用機(jī)制與其改變肝臟內(nèi)磷酸腺苷激活的蛋白激酶(AMPK)活性有關(guān)。Yang等的研究〔11〕表明 α-硫辛酸通過(guò)提高血清脂蛋白脂酶(LPL)、肝脂酶(HL)的活性降低高脂飲食誘導(dǎo)的高脂血癥大鼠模型的血清 TG及LDL的水平,并可以升高 HDL。另外,本研究還顯示肝臟內(nèi)MDA與 TG、TC、LDL水平呈正相關(guān),與 HDL水平呈負(fù)相關(guān);而肝臟內(nèi) T-AOC與 TG、TC、LDL水平呈負(fù)相關(guān),與 HDL水平呈正相關(guān),說(shuō)明氧化應(yīng)激與糖尿病脂代謝異常關(guān)系密切,其間作用機(jī)制尚未明確。有研究表明α-硫辛酸可通過(guò)抗氧化應(yīng)激作用,進(jìn)而改善胰島素抵抗,從而降低脂質(zhì)水平〔12〕。

總之,本研究證實(shí) α-硫辛酸可顯著改善糖尿病大鼠的糖脂代謝紊亂,減輕脂質(zhì)過(guò)氧化,改善氧化應(yīng)激水平,提示α-硫辛酸對(duì)糖尿病及其慢性并發(fā)癥可能具有較好的預(yù)防作用,為其在臨床上的推廣應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)。

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